Міжнародну космічну станцію не раз називали найвищим досягненням людства. Світові держави, нескінченно змагаються на Землі, об’єднали зусилля, щоб побудувати найбільшу в історії позаземне інфраструктуру. Вона може завершити роботу через шість років. Що буде далі, поки питання.
Міжнародну космічну станцію не раз називали найвищим досягненням людства. Світові держави, нескінченно змагаються на Землі, об’єднали зусилля, щоб побудувати найбільшу в історії позаземне інфраструктуру. Вона може завершити роботу через шість років. Що буде далі, поки питання.
Іван Чеберко
Компанія S7 Space виступила з пропозицією створити на основі станції орбітальний космодром для забезпечення транспортних потоків між Землею та іншими небесними тілами, головним чином Місяцем і Марсом. Важливою складовою частиною такого космодрому може стати розробляється в Росії межорбитальный буксир з ядерним двигуном. Космічний атомохід хочуть використовувати в ролі багаторазового човника — найбільш вигідного засоби переміщення вантажів між орбітами планет. Успіх проекту означатиме, що наша країна створила самий ефективний транспортний міжпланетний коридор.
Час «Ч» для орбітальної станції
У безпрецедентному проекті МКС проглядаються саме ті риси майбутнього, на яке розраховували фантасти: країни відмовляються від міжусобиць заради розширення сфери життєдіяльності людини.
У 2024 році цей проект планується завершити. У США ініціатива у сфері космічної діяльності переходить у приватні руки, тому укладачі бюджету вважали необов’язковим виділяти 3-3,5 млрд дол. у рік з кишень платників податків на утримання орбітальної станції. Те, що американці погодилися продовжити експлуатаційний термін МКС до 2024 року (раніше в угоді стояв 2020-й), вже великий успіх міжнародного співтовариства. Переговори про продовження завершилися в 2013 році, якраз напередодні чергового політичного загострення.
Проект російської орбітальної станції, побудованої на основі модулів МКС
Що станеться зі станцією після 2024 року? За чинним договором сторін кожен партнер відповідає за свій сегмент у складі станції протягом усього періоду його існування на орбіті і при затопленні. У діючої Федеральної космічної програми (ФКП, основний бюджетний документ ракетно-космічної галузі Росії) передбачена стаття витрат на проектування спеціального корабля, який може зіштовхнути з орбіти таку махину. Вага російського сегмента МКС перевищує 55 т. Набагато більш масивний американський сегмент, що включає японський і європейський модулі, зажадає дворічної програми робіт з розбирання і затоплення. У NASA попередньо оцінюють цю програму в 950 млн дол.
Смертний вирок МКС ще не винесено. Станція або її окремі елементи можуть бути збережені.
У Росії як один з основних розглядався сценарій від’єднання національного сегмента. Тобто існуючу інфраструктуру розбирають і на основі російської її частини роблять нову орбітальну станцію. Прямо зараз це неможливо: такої станції не вистачило б електроенергії, зараз нею в космосі з нами діляться американці. Проблема з енергією може бути вирішена після припасування до російського сегменту МКС нових модулів. Їх будівництво ведеться давно, та й виведення на орбіту був запланований в попередні роки, однак зсув термінів реалізації великих космічних проектів на 5-10 років зараз нормальне явище (див. проекти «Ангара», ГЛОНАСС та ін). До російського сегменту належить пристикувати модуль «Причал» (запуск планується на 2019 рік), а до нього — науково-енергетичний модуль (ПЕМ, запуск призначено на 2021 рік), який здатний виробляти 50 кВт на добу, що повністю забезпечить потреби російського сегмента.
Таким чином, російська орбітальна станція по суті стане новим проектом, який, зрозуміло, повинен вирішувати нові завдання. Якими вони можуть бути? Стратегічною метою російської космонавтики на найближчі десятиліття є освоєння Місяця. Не висадка («флаговтык» на сленгу космонавтів), як було у американців в минулому тисячолітті, а саме освоєння. Це означає появу на супутнику Землі певної інфраструктури — відвідуваною, а потім і населеної бази, надалі місячного полігону. Цікава деталь: в проект Федеральної космічної програми на 2015-2025 роки Роскосмос включив статті по створенню місячних грейдерів та екскаваторів (про «любимый лунный трактор» нічого сказано не було). Цілком логічно: місячну базу трактором «Володимирець» не побудуєш — знадобиться спеціальна техніка. Але на момент затвердження програми діяв режим економії бюджету, що змусило відкласти фінансування місячного автопарку. Завдання підкорення Місяця тим не менше ніхто не відміняв. Саме в цьому контексті йдеться про створення ракетного комплексу надважкого класу і нового російського космічного корабля «Федерація».
Міжнародна космічна станція в повній конфігурації. Кольором виділені складові частини російського сегменту МКС, включаючи ще не виведені на орбіту модулі. На сьогоднішній день термін служби МКС, погоджений країнами-учасницями проекту, обмежений 2024 роком.
Між небом і землею
Станція також може стати ключовою ланкою місячної програми в якості орбітального космодрому (ОК), який можна використовувати як транспортний хаб між Землею і далеким космосом. З такою ідеєю виступила компанія S7 Space — найбільший російський інвестор в космічні технології. S7 пропонує задіяти у складі ОК межорбитальный буксир з ядерним двигуном мегаватного класу. Мова йде про маловідомий, але дуже амбітний спільному проекті Росатому і Роскосмосу, який фінансується з 2010 року, — створення експериментального космічного апарату з ядерної энергодвигательной установкою (ЯЭДУ) потужністю 1 МВт. Нічого подібного в космосі ще не було: супутники оснащувалися атомними реакторами з вихідною електричною потужністю 6,6 кВт. Льотні випробування ЯЭДУ планується провести після 2020 року, точної дати поки немає.
«Нами були сформовані спільне бачення та пропозиції щодо проекту, які ми направили в Роскосмос, — розповідає голова S7 Space Сергій Сопов. — Загальний сенс ОК — організація форпосту на орбіті, де можуть обслуговуватися різні космічні апарати, в тому числі орбітальний буксир з ЯЭДУ. Хімічні двигуни в даний час практично досягли межі свого потенціалу. Їх відомі особливості — відносно низька питома імпульс, короткий час роботи і висока тяга — ставлять під питання ефективність їх використання при освоєнні Сонячної системи. Альтернативного способу виведення навантажень з Землі на орбіту поки немає, а на наступних етапах — при відправленні апаратів на Місяць чи на Марс — оптимальне використання електричних двигунів, які забезпечуються енергією ЯЭДУ. У електрореактивних двигунів питома імпульс в рази більше, ніж у хімічних, дуже велика тривалість роботи — він може функціонувати місяцями, дозволяючи постійно прирощувати швидкість.
Цікаве в мережі
Створення інфраструктури на Місяці (і потім на Марсі — така мета включена в дорожню карту російської космонавтики) природним чином передбачає формування транспортної системи, адже туди потрібно буде регулярно відправляти вантажі і екіпажі. Межорбитальный буксир з ЯЭДУ повинен стати човником, що перевозять вантажі зі своєю навколоземної орбіти до Місяця, Марсу і в зворотному напрямку. За умови регулярного використання така транспортна схема буде принципово дешевше і надійніше великого числа запусків надважких ракет з хімічними двигунами, яким доведеться піднімати з Землі сотні тонн палива, необхідних для польоту до небесним тілам”.
З урахуванням вимог ООН в частині використання ядерних джерел енергії в космосі, межорбитальный буксир з ядерним реактором пропонується розмістити на орбіті заввишки 800-1000 км А орбіта МКС — близько 400 км: така висота дозволяє мінімізувати вплив космічної радіації на екіпаж завдяки магнітних полюсів Землі. На відстані 800 км рівень випромінювання вище в рази. Тому орбіту станції піднімати не планують. Орбітальний космодром і ядерний буксир розташують на різних орбітах. Вантажі з Землі будуть пристыковываться до ОК, потім з допомогою блоків довыведения їх доставлять до межорбитальному буксиру. «Росія останні 60 років була світовим лідером в космонавтиці і багато в чому завдяки їм залишається технологічного ривка, вчиненого СРСР в 50-60-ті роки минулого століття, — зазначає член-кореспондент російської Академії космонавтики ім. Ціолковського Андрій Іонін. — Проте що почалася в середині XX століття технологічний етап закінчується.
Ядерна енергетична установка космічного апарату
При польотах на відносно близьких відстанях від Сонця енергію для електричних ракетних двигунів можна одержувати з допомогою сонячних батарей. При польотах у далекий космос потрібно використовувати інший джерело енергії, наприклад, ядерний реактор.
1. Ракета доставляє капсулу з модулем в космос;
2. Модуль знаходиться в складеному вигляді;
3. Модуль розкладається в робочий стан.
Наступний історичний відрізок для космонавтики буде пов’язаний з освоєнням далекого космосу. Даний етап потребує нових технологій за двома основними напрямками: забезпечення біологічної життєдіяльності людини в далеких експедиціях і створення джерел енергії великої щільності. Виходячи з того, що людство освоїло і може використовувати, вибір буде на користь ядерної енергетики. Ця енергія знадобиться для освоєння небесних тіл, так і для пересування вантажів у космосі. Будівництво бази на Місяці або Марсі переміщення вимагатиме в основному вантажів, а не людей. Країни, що зробили прорив у цих напрямках, забезпечать собі лідерство в космосі на найближчі півстоліття. В сфері ядерної енергетики у Росії є величезний доробок: ми робили ядерні джерела енергії для космосу з 1960-х років і зараз реалізуємо проривний проект у цій сфері, яким є створення ЯЭДУ мегаватного класу. Важливо, що в нашій країні збережено і розвивається потужний пласт компетенцій в області ядерної енергії, сконцентрований в Росатомі і Курчатовском інституті».
Міжнародний рівень
Ключова роль приватного бізнесу в проекті ОК може створити умови для подальшого існування МКС в її нинішньому міжнародному статусі. NASA в 2024 році допускає передачу американської частини станції в концесію приватній компанії. Головний претендент на роль концесіонера — Boeing. З цією компанією у S7 Space налагоджено партнерські відносини в рамках проекту «Морський старт». Унікальний плавучий космодром (він був побудований в 1990-е за ініціативою РКК «Енергія» і при активній участі Boeing) на початку цього року S7 Space придбала у ракетно-космічної корпорації «Енергія». На сьогоднішній день Boeing залишається міноритарним акціонером Sea Launch AG, що володіє «Морським стартом», можливості якого планується задіяти при створенні ОК.
«Передбачається, що основний внесок у розвиток ОК будуть здійснювати Росія і її приватний бізнес, — пояснюють у S7 Space. — Безсумнівно, багато зарубіжні компанії виявлять бажання взяти участь. Проект новий, проривний і дуже великий. Іноземним партнерам в ньому будуть тільки раді, хоча в цілому він повинен залишатися російським орбітальним космодромом». Будівництвом ОК природним чином зацікавляться ті країни, які анонсували пілотовані експедиції на Марс. Наприклад, Китай або США. «Варіант з участю європейців і американців має свої перспективи, — припускають у S7 Space. — Адже МКС — проект, який нас об’єднує».
Цікаве в мережі
Завтра туриста
S7 Space хочуть зробити орбітальну станцію доступною як для професіоналів, так і для туристів. Бажаючих заплатити десятки мільйонів доларів за політ на МКС досить багато: на будь-який вільний слот, що утворюється при заміні екіпажів на станції, відразу знаходяться претенденти. У Роскосмосі багато років поспіль заявляють, що космічний туризм не входить у завдання держкомпанії. Держава ставить перед Роскосмосом інші цілі, яких при цьому в надлишку. Потенційний концесіонер, навпаки, збирається заробити на космічному туризмі і планує дообладнати станцію куполом для спостережень (аналогічним тому, що є на американському сегменті сьогодні) і модулем з каютами для туристів.
У S7 Space відзначають, що доповнений російський сегмент МКС у складі ОК збереже весь свій нинішній функціонал. Його можна буде використовувати для різних комерційних цілей: проводити наукові дослідження і роботи в унікальному середовищі, запускати супутники, розміщувати на борту МКС різне обладнання замовників. І звичайно, розважати космічних туристів.«Тільки тепер виконання цих завдань необхідно зробити більш доступним для людей, — підкреслює Сергій Сопов. — Основне ж завдання ОК — це бути першим елементом космічної інфраструктури, що дозволяє запускати супутники на потрібну орбіту, а також здійснювати польоти до Місяця, Марса та інших планет».
Буксир підтягне трафік
Приватний оператор МКС міг би зменшити бюрократичні бар’єри і ефективніше реалізовувати комерційний потенціал станції, вважає блогер Віталій Єгоров (Зелений Кот): «Сьогодні реалізація свого експерименту в космосі, особливо на російському сегменті МКС, — це довга і складна процедура узгодження з безліччю інстанцій для досягнення відповідності з численними ГОСТами і технічними вимогами, причому деякі з них писалися ще в СРСР або засекречені. Приватний оператор станції був би в першу чергу зацікавлений у спрощенні процедур і підготовки єдиного відкритого стандарту вимог, що підвищило б економічну віддачу МКС. Однак навіть ці зусилля підняли б комерційний потенціал станції на лічені відсотки. Держава все одно залишиться основним замовником і платником за експлуатацію станції, але при цьому знизить свої витрати».
Космічний туризм укупі з науково-дослідницькою діяльністю не дозволять окупити витрати на МКС, які сьогодні становлять понад 5 млрд дол. у рік. У S7 Space це добре розуміють. Ідея створення ОК спрацює за умови постійного вантажопотоку між Землею і, наприклад, Місяцем. З іншого боку, поява нового транспортного засобу — російського «межорбитального атомохода» — буде сприяти формуванню такого трафіку. На космічному ринку з’явиться пропозиція з конкретною ціною і можливими датами.
Досвід SpaceX Ілона Маска, так само як і проектів на кшталт Mars One, показав, що декларація такої мети, як колонізація Марса, моментально привертає мільйони людей зі всього світу, велика частина яких готова не тільки безкоштовно працювати, але і принести в жертву своє життя. Тобто підкорення Марса вже навряд чи зникне з глобального порядку: настільки великий попит заслуговує пропозиції. В осяжній перспективі люди спробують закріпитися на Червоній планеті. Обмежені можливості хімічних двигунів для польотів на міжпланетні відстані очевидні давно, але потужний ядерний двигун для космосу сьогодні розробляють тільки в Росії. Якщо проект увінчається успіхом і межорбитальный атомохід буде створений в розумні терміни, то у росіян з’являться великі шанси стати одними з перших марсопроходцев.
Цікаве в мережі
Стаття «Хто врятує МКС» опублікована в журналі «Популярна механіка»
(№11, Листопад 2018).
Thanks!
Our editors are notified.